一種聚碳酸酯-碳纖維復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種碳纖維復(fù)合材料，特別是設(shè)及一種用于自行車配件方面的聚碳酸 醋-碳纖維復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 自行車的材料除已往使用的銘鋼鋼W外，還有侶、鐵、碳纖、儀等不斷出現(xiàn)的新材 料。碳纖維車架的特征是輕、不彎曲、沖擊吸收性好，但是充分發(fā)揮碳纖維的優(yōu)異性能，在技 術(shù)上看起來不是那么容易，各碳纖維材料廠家之間的品質(zhì)差異也較大。自行車廠家考慮到 成本問題，不大可能使用高等級的碳纖維來制作車架。雖然存在上述的現(xiàn)實問題，但是碳纖 維車架還是具有其他素材所沒有的優(yōu)點：其可W制造8、9kg左右的輕量自行車，運種碳纖維 輕量自行車，登坡時最能體現(xiàn)其優(yōu)點，登坡順利而爽快，而不會像一些輕的侶合金車架，登 坡時感到有一種向后拉的力量。自行車用的碳纖維復(fù)合材料是將碳纖維用樹脂凝固成形的 一種材料，非常輕，但它是具有方向性的材料(拉伸強但容易斷），因此采用把薄料層層重疊 的方法來解決缺點。目前，人們騎行的戶外環(huán)境中的空氣污染越來越嚴(yán)重，尤其是凌晨的空 氣比較污濁，往往需要佩戴口罩等輔助用具來降低污染的影響，現(xiàn)階段還沒有任何一種自 行車材料可起到凈化周圍空氣的作用。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種聚碳酸醋-碳纖維復(fù)合材料的制備方法，審U 備出的復(fù)合材料具有較好的負(fù)離子釋放性能，能凈化周圍空氣。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0006] -種聚碳酸醋-碳纖維復(fù)合材料的制備方法，其步驟如下：
[0007] (1)將咖啡渣、栗子殼干燥后用粉碎機粉碎，過50目篩得到混合粉，將混合粉放入 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%的氨氧化鐘溶液中，浸泡20小時后得到混合液，將混合液抽濾后得到濾餅， 將濾餅置于烘箱中l(wèi)〇〇°C下干燥5小時后移入管式爐中，Wl50mL/min的流速通入氮氣，W8 °C/min的速度升溫至250°C，恒溫碳化3小時后將氮氣換為流速為25mL/min的二氧化碳，繼 續(xù)升溫至600°C，保溫2小時，關(guān)閉管式爐，將二氧化鐵換為氮氣，冷卻至室溫，烘干后粉碎， 過200目篩，得到混合炭粉；
[0008] (2)將異氯酸醋偶聯(lián)劑加入去離子水中，分散均勻后得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的偶聯(lián)劑 溶液，將步驟(1)得到的混合炭粉加入偶聯(lián)劑溶液中，90°C下恒溫水浴攬拌4小時，取出后置 于烘箱中11 (TC下烘干4小時，得到改性炭粉；
[0009] (3)將聚碳酸醋用鼓風(fēng)干燥機95°C下干燥3小時，與抗氧劑、光穩(wěn)定劑、潤滑劑、阻 燃劑、步驟(2)得到的改性炭粉一起加入混合機中，混合均勻后得到混合料；
[0010] (4)將步驟(3)得到的混合料通過主喂料口加入雙螺桿擠出機烙融擠出，同時將碳 纖維用帶有失重計量砰的側(cè)喂料裝置加入中段的側(cè)喂料口，開啟真空累，控制螺桿轉(zhuǎn)速為 22化/min,料筒各段的溫度為230-255 °C，機頭溫度為245 °C，將擠出的材料用冷水槽冷卻， 造粒、干燥，得到聚碳酸醋-碳纖維復(fù)合材料。
[0011] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述步驟(1)中，咖啡渣、栗子殼的重量比為2:3。
[0012] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述步驟(1)中，混合粉與氨氧化鐘溶液的重量比為3:5。
[0013] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述步驟(2)中，混合碳粉與異氯酸醋偶聯(lián)劑的重量比為50:1。
[0014] 優(yōu)選地，按重量份數(shù)計，聚碳酸醋80-88份，抗氧劑0.5-1份，光穩(wěn)定劑0.1-0.6份， 潤滑劑0.5-1份，阻燃劑6-9份，改性炭粉10-15份，碳纖維9-12份。
[0015] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述步驟(3)中，聚碳酸醋為雙酪A型聚碳酸醋。
[0016] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述步驟(3)中，抗氧劑為抗氧劑1076。
[0017] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述步驟(3)中，光穩(wěn)定劑為光穩(wěn)定劑944。
[0018] 優(yōu)選地，本發(fā)明所述步驟(3)中，潤滑劑為季戊四醇硬脂酸醋。
[0019]優(yōu)選地，本發(fā)明所述步驟(3)中，阻燃劑為憐系阻燃劑。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益效果：
[0021] 咖啡渣是人們煮完咖啡所剩下的廢渣，栗子殼則是人們食用栗子之后剩下的殼， 運兩種往往被人們廢棄的材料含有較多的炭質(zhì)，經(jīng)過氨氧化鐘活化和高溫炭化后形成了具 有負(fù)離子釋放功能的炭粉，不過炭粉與聚碳酸醋基體之間的相容性較差，容易團聚，直接共 混會降低復(fù)合材料的力學(xué)性能，因此本發(fā)明通過異氯酸醋偶聯(lián)劑對其進(jìn)行表面改性處理， 異氯酸醋偶聯(lián)劑與炭粉表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并形成了包覆層，而異氯酸醋基團與聚碳酸醋之 間的相容性很好，運樣便大大改善了炭粉與聚碳酸醋基體之間的相容性，使二者之間形成 了強度較高的界面結(jié)合，從而大大提高復(fù)合材料的負(fù)離子釋放性能;此外，咖啡渣、栗子殼 均為環(huán)?；厥詹牧?，因此還可有效提高復(fù)合材料的環(huán)保性能，降低生產(chǎn)成本。
【具體實施方式】：
[0022] 下面將結(jié)合具體實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實施例W及說明 用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0023] 實施例1
[0024] 聚碳酸醋-碳纖維復(fù)合材料的制備方法，其步驟如下：
[0025] (1)將重量比為2:3的咖啡渣、栗子殼干燥后用粉碎機粉碎，過50目篩得到混合粉， 將混合粉放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%的氨氧化鐘溶液中，混合粉與氨氧化鐘溶液的重量比為3:5， 浸泡20小時后得到混合液，將混合液抽濾后得到濾餅，將濾餅置于烘箱中100°C下干燥5小 時后移入管式爐中，Wl50mL/min的流速通入氮氣，W8°C/min的速度升溫至250°C，恒溫碳 化3小時后將氮氣換為流速為25mL/min的二氧化碳，繼續(xù)升溫至600°C，保溫2小時，關(guān)閉管 式爐，將二氧化鐵換為氮氣，冷卻至室溫，烘干后粉碎，過200目篩，得到混合炭粉；
[0026] (2)將異氯酸醋偶聯(lián)劑加入去離子水中，分散均勻后得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的偶聯(lián)劑 溶液，將步驟(1)得到的混合炭粉加入偶聯(lián)劑溶液中，混合碳粉與異氯酸醋偶聯(lián)劑的重量比 為50:1，90°C下恒溫水浴攬拌4小時，取出后置于烘箱中11(TC下烘干4小時，得到改性炭粉；
[0027] (3)按重量份數(shù)計，將84份聚碳酸醋用鼓風(fēng)干燥機95°C下干燥3小時，與0.7份抗氧 劑、0.1份光穩(wěn)定劑、1份潤滑劑、8.5份阻燃劑、14份步驟(2)得到的改性炭粉一起加入混合 機中，混合均勻后得到混合料；
[0028] (4)將步驟(3)得到的混合料通過主喂料口加入雙螺桿擠出機烙融擠出，同時將10 份碳纖維用帶有失重計量砰的側(cè)喂料裝置加入中段的側(cè)喂料口，開啟真空累，控制螺桿轉(zhuǎn) 速為22化/min,料筒各段的溫度為230-255°C，機頭溫度為245°C，將擠出的材料用冷水槽冷 卻，造粒、干燥，得到聚碳酸醋-碳纖維復(fù)合材料。
[0029] 實施例2
[0030] 聚碳酸醋-碳纖維復(fù)合材料的制備方法，其步驟如下：
[0031] (1)將重量比為2:3的咖啡渣、栗子殼干燥后用粉碎機粉碎，過50目篩得到混合粉， 將混合粉放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%的氨氧化鐘溶液中，混合粉與氨氧化鐘溶液的重量比為3:5， 浸泡20小時后得到混合液，將混合液抽濾后得到濾餅，將濾餅置于烘箱中100°C下干燥5小 時后移入管式爐中，Wl50mL/min的流速通入氮氣，W8°C/min的速度升溫至250°C，恒溫碳 化3小時后將氮氣換為流速為25mL/min的二氧化碳，繼續(xù)升溫至600°C，保溫2小時，關(guān)閉管 式爐，將二氧化鐵換為氮氣，冷卻至室溫，烘干后粉碎，過200目篩，得到混合炭粉；
[0032] (2)將異氯酸醋偶聯(lián)劑加入去離子水中，分散均勻后得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的偶聯(lián)劑 溶液，將步驟(1)得到的混合炭粉加入偶聯(lián)劑溶液中，混合碳粉與異氯酸醋偶聯(lián)劑的重量比 為50:1，90°C下恒溫水浴攬拌4小時，取出后置于烘箱中11(TC下烘干4小時，得到改性炭粉；
[0033] (3)按重量份數(shù)計，將88份聚碳酸醋用鼓風(fēng)干燥機95°C下干燥3小時，與0.5份抗氧 劑、0.4份光穩(wěn)定劑、0.8份潤滑劑、7份阻燃劑、12份步驟(2)得到的改性炭粉一起加入混合 機中，混合均勻后得到混合料；
[0034] (4)將步驟(3)得到的混合料通過主喂料口加入雙螺桿擠出機烙融擠出，同時將11 份碳纖維用帶有失重計量砰的側(cè)喂料裝置加入中段的側(cè)喂料口，開啟真空累，控制螺桿轉(zhuǎn) 速為22化/min,料筒各段的溫度為230-255°C，機頭溫度為245°C，將擠出的材料用冷水槽冷 卻，造粒、干燥，得到聚碳酸醋-碳纖維復(fù)合材料。
[0035] 實施例3
[0036] 聚碳酸醋-碳纖維復(fù)合材料的制備方法，其步驟如下：
[0037] (1)將重量比為2:3的咖啡渣、栗子殼干燥后用粉碎機粉碎，過50目篩得到混合粉， 將混合粉放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%的氨氧化鐘溶液中，混合粉與氨氧化鐘溶液的重量比為3:5， 浸泡20小時后得到混合液，將混合液抽濾后得到濾餅，將濾餅置于烘箱中100°C下干燥5小 時后移入管式爐中，Wl50mL/min的流速通入氮氣，W8°C/min的速度升溫至250°C，恒溫碳 化3小時后將氮氣換為流速為25mL/min的二氧化碳，繼續(xù)升溫至600°C，保溫2小時，關(guān)閉管 式爐，將二氧化鐵換為氮氣，冷卻至室溫，烘干后粉碎，過200目篩，得到混合炭粉；
[0038] (2)將異氯酸醋偶聯(lián)劑加入去離子水中，分散均勻后得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的偶聯(lián)劑 溶液，將步驟(1)得到的混合炭粉加入偶聯(lián)劑溶液中，混合碳粉與異氯酸醋偶聯(lián)劑的重量比 為50:1，90°C下恒溫水浴攬拌4小時，取出后置于烘箱中11(TC下烘干4小時，得到改性炭粉；
[0039] (3)按重量份數(shù)計，將85份聚碳酸醋用鼓風(fēng)干燥機95°C下干燥3小時，與0.9份抗氧 劑、0.6份光穩(wěn)定劑、0.5份潤滑劑、8份阻燃劑、13份步驟(2)得到的改性炭粉一起加入混合 機中，混合均勻后得到混合料；
[0040] (4)將步驟(3)得到的混合料通過主喂料口加入雙螺桿擠出機烙融擠出，同時將 10.5份碳纖維用帶有失重計量砰的側(cè)喂料裝置加入中段的側(cè)喂料口，開啟真空累，控制螺 桿轉(zhuǎn)速為22化/min,料筒各段的溫度為230-255°C，機頭溫度為245°C，將擠出的材料用冷水 槽冷卻，造粒、干燥，得到聚碳酸